JP3185059B2 - 微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システム - Google Patents
微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システムInfo
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- reducing
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は微粉末鉄鉱石還元用の流動床型還元システム
に関する。更に詳しくは本発明は、上極記流動床型還元
炉の構造が広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石が最適に流
動床還元を受けることができるよう改良された微粉末鉄
鉱石用の流動床型還元システムに関する。
に関する。更に詳しくは本発明は、上極記流動床型還元
炉の構造が広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石が最適に流
動床還元を受けることができるよう改良された微粉末鉄
鉱石用の流動床型還元システムに関する。
先行技術の記載 微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システムは平成６年
出願公開第10021号に開示される。第１図に示されるよ
うに、この流動床型還元システム10は鉄鉱石供給入口11
2を通して供給される微粉末鉄鉱石を流動させるよう円
筒型還元炉11の下部から還元ガスを送ることを特徴とす
る。更に、上記還元炉11の上部から循環ダクト115を通
して還元ガスによって搬送排出される微粉末鉄鉱石が、
上記還元炉11への極微粉末鉄鉱石供給ダクト121を通し
て同還元炉11に再投入されるよう粒子捕集装置12によっ
て還元ガスから分離される。上記還元炉の上部直径は、
微粉末鉄鉱石の飛び出しが減少するよう下部直径よりも
大きくなっている。更に、鉄鉱石出口113、114はそれぞ
れ上記還元炉の上部及び下部に形成されている。還元炉
内の鉄鉱石の平均滞留時間が各粒子サイズ毎に制御でき
るように、そして高効率で粗及び微粉末が同時に還元さ
れ得るように、上部鉄鉱石出口113は微粉末鉄鉱石粒子
の排出のために用いられ、下部鉄鉱石出口114は粗微粉
末粒子の排出のために用いられる。
出願公開第10021号に開示される。第１図に示されるよ
うに、この流動床型還元システム10は鉄鉱石供給入口11
2を通して供給される微粉末鉄鉱石を流動させるよう円
筒型還元炉11の下部から還元ガスを送ることを特徴とす
る。更に、上記還元炉11の上部から循環ダクト115を通
して還元ガスによって搬送排出される微粉末鉄鉱石が、
上記還元炉11への極微粉末鉄鉱石供給ダクト121を通し
て同還元炉11に再投入されるよう粒子捕集装置12によっ
て還元ガスから分離される。上記還元炉の上部直径は、
微粉末鉄鉱石の飛び出しが減少するよう下部直径よりも
大きくなっている。更に、鉄鉱石出口113、114はそれぞ
れ上記還元炉の上部及び下部に形成されている。還元炉
内の鉄鉱石の平均滞留時間が各粒子サイズ毎に制御でき
るように、そして高効率で粗及び微粉末が同時に還元さ
れ得るように、上部鉄鉱石出口113は微粉末鉄鉱石粒子
の排出のために用いられ、下部鉄鉱石出口114は粗微粉
末粒子の排出のために用いられる。
しかしながら、鉄鉱石は数十ミクロンから数千ミクロ
ンにわたる広粒子サイズ分布を持っている。従来式流動
床型還元炉では、鉄鉱石が効率的に流動状態を維持する
ためには、粗粉末鉄鉱石の空塔速度に基づいて操業され
なければならないが、これはそうでないと粗粉末鉄鉱石
は下方に分布する。ガス速度が流動床の高さに沿って一
定である上記従来式流動床（円筒型床）に対する高速ガ
ス操業においては、粗粉末鉄鉱石粒子は微粉末鉄鉱石と
混合されるために上部レベルまで上げられ、粗粉末鉄鉱
石粒子は、本来微粉末鉄鉱石粒子より長い還元時間を要
するが、十分な還元を経ずに上部鉄鉱石出口から排出さ
れることとなる。これが従来式の問題点である。
ンにわたる広粒子サイズ分布を持っている。従来式流動
床型還元炉では、鉄鉱石が効率的に流動状態を維持する
ためには、粗粉末鉄鉱石の空塔速度に基づいて操業され
なければならないが、これはそうでないと粗粉末鉄鉱石
は下方に分布する。ガス速度が流動床の高さに沿って一
定である上記従来式流動床（円筒型床）に対する高速ガ
ス操業においては、粗粉末鉄鉱石粒子は微粉末鉄鉱石と
混合されるために上部レベルまで上げられ、粗粉末鉄鉱
石粒子は、本来微粉末鉄鉱石粒子より長い還元時間を要
するが、十分な還元を経ずに上部鉄鉱石出口から排出さ
れることとなる。これが従来式の問題点である。
発明の概要 本発明者等は上記従来式流動床型還元炉の問題点を解
決するために一連の研究及び実験を行ない、これら研究
及び実験の成果に基づいて本発明を提案するに至った。
決するために一連の研究及び実験を行ない、これら研究
及び実験の成果に基づいて本発明を提案するに至った。
従って、本発明の目的は、微粉末鉄鉱石還元用の流動
床型還元システムであって、還元が安定した流動床状態
で可能であり、粗粉末鉄鉱石粒子のみが下部鉄鉱石出口
を通して排出することができ、一方微粉末鉄鉱石粒子の
みが上部鉄鉱石出口から排出することができるよう、そ
のために粗粉末鉄鉱石粒子が炉内流動床の下部に分布
し、一方微粉末鉄鉱石粒子が流動床の上部に分布するよ
う、流動床型還元炉の構造が改良された上記流動床型還
元システムを提供することである。還元効率が改良する
ことができ、炉内の還元ガスの滞留時間が延長され、よ
ってガス利用度が改善されるよう、炉内の粒子の平均滞
留時間が異なった粒子サイズに対して異なったように調
節される。
床型還元システムであって、還元が安定した流動床状態
で可能であり、粗粉末鉄鉱石粒子のみが下部鉄鉱石出口
を通して排出することができ、一方微粉末鉄鉱石粒子の
みが上部鉄鉱石出口から排出することができるよう、そ
のために粗粉末鉄鉱石粒子が炉内流動床の下部に分布
し、一方微粉末鉄鉱石粒子が流動床の上部に分布するよ
う、流動床型還元炉の構造が改良された上記流動床型還
元システムを提供することである。還元効率が改良する
ことができ、炉内の還元ガスの滞留時間が延長され、よ
ってガス利用度が改善されるよう、炉内の粒子の平均滞
留時間が異なった粒子サイズに対して異なったように調
節される。
かかる目的を達成するに際し、本発明による広粒子サ
イズ分布の微粉末鉄鉱石を還元するための上記流動床型
還元システムは：微粉末鉄鉱石排出用上部鉄鉱石出口；
粗粉末鉄鉱石排出用下部鉄鉱石出口；還元炉下部に備え
られたガス分散板；還元ガス導入用の還元炉下部に形成
されたガス入口；広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石を供
給するための鉄鉱石入口；還元ガスと共に極微粉末鉄鉱
石粒子を排出するための上記流動床型還元炉の上部に接
続された循環ダクト；上記還元ガスから上記極微粉末鉄
鉱石粒子を分離するための粒子捕集装置；広粒子サイズ
分布の微粉末鉄鉱石の飛び出しを低減するよう、上記分
離された極微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉へ再
投入するための極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト；を含
む。
イズ分布の微粉末鉄鉱石を還元するための上記流動床型
還元システムは：微粉末鉄鉱石排出用上部鉄鉱石出口；
粗粉末鉄鉱石排出用下部鉄鉱石出口；還元炉下部に備え
られたガス分散板；還元ガス導入用の還元炉下部に形成
されたガス入口；広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石を供
給するための鉄鉱石入口；還元ガスと共に極微粉末鉄鉱
石粒子を排出するための上記流動床型還元炉の上部に接
続された循環ダクト；上記還元ガスから上記極微粉末鉄
鉱石粒子を分離するための粒子捕集装置；広粒子サイズ
分布の微粉末鉄鉱石の飛び出しを低減するよう、上記分
離された極微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉へ再
投入するための極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト；を含
む。
上記流動床型還元炉は；上円筒部分；及び「上に広く
下に狭い」形状の下テーパ部分を含み、 上記テーパ部分は：側部に設けられた、記載順の上記
上部鉄鉱石出口；鉄鉱石入口及び下部鉄鉱石出口；及び
上記テーパ部分の他の側部に設けられた上記極微粉末鉄
鉱石リサイクルダクトを含む。
下に狭い」形状の下テーパ部分を含み、 上記テーパ部分は：側部に設けられた、記載順の上記
上部鉄鉱石出口；鉄鉱石入口及び下部鉄鉱石出口；及び
上記テーパ部分の他の側部に設けられた上記極微粉末鉄
鉱石リサイクルダクトを含む。
図面の簡単な説明 本発明の上記目的及び他の利点は、添付図面を参照し
て本発明の好ましい実施態様を詳細に説明することによ
って一層明らかにする。その図面として、 第１図は上記従来式流動床型還元システムを示す概略
図であり、 第２図は本発明による上記微粉末鉄鉱石還元用流動床
型還元システムであり、 第３図は本発明を用いて、微粉末鉄鉱石還元時におけ
る鉄鉱石の粒子分離及び還元度を示すグラフであり、そ
して 第４図は従来式流動床型還元システムを用いて、微粉
末鉄鉱石還元時における鉄鉱石の粒子分離及び還元度を
示すグラフである。
て本発明の好ましい実施態様を詳細に説明することによ
って一層明らかにする。その図面として、 第１図は上記従来式流動床型還元システムを示す概略
図であり、 第２図は本発明による上記微粉末鉄鉱石還元用流動床
型還元システムであり、 第３図は本発明を用いて、微粉末鉄鉱石還元時におけ
る鉄鉱石の粒子分離及び還元度を示すグラフであり、そ
して 第４図は従来式流動床型還元システムを用いて、微粉
末鉄鉱石還元時における鉄鉱石の粒子分離及び還元度を
示すグラフである。
好ましい実施態様の詳細な説明 第２図に示されるように、本発明による微粉末鉄鉱石
還元用流動床型還元システム20は：広粒子サイズ分布の
微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元炉21;及び分離した極
微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉21へリサイクル
するよう、還元ガスから同極微粉末鉄鉱石粒子を分離す
るための粒子捕集装置12を含む。
還元用流動床型還元システム20は：広粒子サイズ分布の
微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元炉21;及び分離した極
微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉21へリサイクル
するよう、還元ガスから同極微粉末鉄鉱石粒子を分離す
るための粒子捕集装置12を含む。
上記流動床型還元炉21は：上円筒部分211;及び下テー
パ部分212を含む。上記テーパ部分212はその上部が広く
そしてその下部が狭い形を持っている。
パ部分212を含む。上記テーパ部分212はその上部が広く
そしてその下部が狭い形を持っている。
上記テーパ部分212の傾斜角度は、好ましくは３ない
し25度であり、更に好ましくは５ないし10度である。
し25度であり、更に好ましくは５ないし10度である。
上記円筒部分211の上部は循環タクト115を通して上記
粒子捕集装置12と接続している。この循環ダクト115を
経て、上記極微粉末鉄鉱石を浮遊同伴する還元ガスが排
出される。上記テーパ部分212は上部鉄鉱石出口113;鉄
鉱石入口112;及び下部鉄鉱石出口114;を記載順にその側
部に備える。
粒子捕集装置12と接続している。この循環ダクト115を
経て、上記極微粉末鉄鉱石を浮遊同伴する還元ガスが排
出される。上記テーパ部分212は上部鉄鉱石出口113;鉄
鉱石入口112;及び下部鉄鉱石出口114;を記載順にその側
部に備える。
上記上部鉄鉱石出口113及び下部鉄鉱石出口114はそれ
ぞれ還元された微粉末鉄鉱石及び粗粉末鉄鉱石を排出
し、上記鉄鉱石入口112は鉄鉱石源（図示されない）に
接続される。
ぞれ還元された微粉末鉄鉱石及び粗粉末鉄鉱石を排出
し、上記鉄鉱石入口112は鉄鉱石源（図示されない）に
接続される。
上記上部鉄鉱石出口113は好ましくは上記テーパ部分
の最も広がった高さのところに形成され、一方上記下部
鉄鉱石出口114は好ましくは上記ガス分散板21aの直ぐ上
に形成される。
の最も広がった高さのところに形成され、一方上記下部
鉄鉱石出口114は好ましくは上記ガス分散板21aの直ぐ上
に形成される。
上記テーパ部分212の他の側の下部は極微粉末鉄鉱石
リサイクルダクト121を通して上記粒子捕集装置12に接
続される。同粒子捕集装置12によって捕集された極微粉
末鉄鉱石粒子は極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト121を
経て上記流動床型還元炉21へリサイクルされる。
リサイクルダクト121を通して上記粒子捕集装置12に接
続される。同粒子捕集装置12によって捕集された極微粉
末鉄鉱石粒子は極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト121を
経て上記流動床型還元炉21へリサイクルされる。
ガス分散板21aは上記テーパ部分212の下部に備えら
れ、還元ガス入口21bがそのテーパ部分212の底部に形成
される。
れ、還元ガス入口21bがそのテーパ部分212の底部に形成
される。
更に、排ガス出口122が上記粒子捕集装置12の頂部に
形成される。
形成される。
さて、本発明の上述の微粉末鉄鉱石還元システムを用
い、微粉末鉄鉱石を還元する方法を説明する。上記還元
ガスが上記流動床型還元炉21の低部の上記ガス入口21b
から、上記ガス分散板21aを経て、同流動床型還元炉21
へ導入される。上記微粉末鉄鉱石が同鉄鉱石入口112を
経て供給され、上記還元ガスによって流動化される。排
ガスと共に排出される上記極微粉末鉄鉱石粒子は上記流
動床型還元炉21へ上記極微粉末鉄鉱石供給ダクト121を
経て再投入されるよう、上記粒子捕集装置12によって捕
集される。
い、微粉末鉄鉱石を還元する方法を説明する。上記還元
ガスが上記流動床型還元炉21の低部の上記ガス入口21b
から、上記ガス分散板21aを経て、同流動床型還元炉21
へ導入される。上記微粉末鉄鉱石が同鉄鉱石入口112を
経て供給され、上記還元ガスによって流動化される。排
ガスと共に排出される上記極微粉末鉄鉱石粒子は上記流
動床型還元炉21へ上記極微粉末鉄鉱石供給ダクト121を
経て再投入されるよう、上記粒子捕集装置12によって捕
集される。
上記流動床型還元炉21で還元された微粉末鉄鉱石は上
記上部鉄鉱石出口113を通して排出され、一方上記粗粉
末鉄鉱石は上記下部鉄鉱石出口114を通して排出され
る。ところで、上記排ガスは上記粒子捕集装置12の頂部
に形成された上記ガス出口122を経て排出される。
記上部鉄鉱石出口113を通して排出され、一方上記粗粉
末鉄鉱石は上記下部鉄鉱石出口114を通して排出され
る。ところで、上記排ガスは上記粒子捕集装置12の頂部
に形成された上記ガス出口122を経て排出される。
本発明においては、上記流動床型還元炉の下部は「上
に広く下に狭い」形を有している。それゆえ、上記微粉
末鉄鉱石粒子および粗粉末鉄鉱石粒子の平均滞留時間は
当然ながらその異なる粒子サイズのために調節される。
結果として、還元効率は改善され、流動床中のガス滞留
時間は延長され、よってガスの利用効率が改善される。
に広く下に狭い」形を有している。それゆえ、上記微粉
末鉄鉱石粒子および粗粉末鉄鉱石粒子の平均滞留時間は
当然ながらその異なる粒子サイズのために調節される。
結果として、還元効率は改善され、流動床中のガス滞留
時間は延長され、よってガスの利用効率が改善される。
さて、本発明は以下の実施例を参照することにより、
より容易に理解されよう。
より容易に理解されよう。
＜実施例＞ 流動床型還元炉の諸元は、第２図に基づいて、下記第
１表にリストアップされる。第２表にリストアップされ
た粒子サイズ及び化学組成をもつ微粉末鉄鉱石が第２表
ないし第４表にリストアップされ操業条件下で還元され
た。還元後、上記上部鉄鉱石出口及び下部鉄鉱石出口を
通して排出された異なった粒子サイズ毎に、上記粒子サ
イズ分離及び還元度が評価され、その結果は第３図に示
される。
１表にリストアップされる。第２表にリストアップされ
た粒子サイズ及び化学組成をもつ微粉末鉄鉱石が第２表
ないし第４表にリストアップされ操業条件下で還元され
た。還元後、上記上部鉄鉱石出口及び下部鉄鉱石出口を
通して排出された異なった粒子サイズ毎に、上記粒子サ
イズ分離及び還元度が評価され、その結果は第３図に示
される。
更に比較のために、鉄鉱石還元が従来式流動床型還元
炉において行なわれた。この場合の実験結果は第４図に
示される。
炉において行なわれた。この場合の実験結果は第４図に
示される。
第３図及び第４図に示されるように、従来方法を比較
すると、本発明からの結果は粒子サイズに依らず還元度
が一定であり、平均還元度は従来式流動床炉からのそれ
よりも高かった。
すると、本発明からの結果は粒子サイズに依らず還元度
が一定であり、平均還元度は従来式流動床炉からのそれ
よりも高かった。
さらに、本発明が採用された時、250ミクロン以下の
還元鉄粒子（これは空気搬送投入機によって溶融炉に投
入される）と250ミクロン以上の還元鉄粒子（これは重
力方式で溶融炉内に投入される）との間の分離がより良
好であった。
還元鉄粒子（これは空気搬送投入機によって溶融炉に投
入される）と250ミクロン以上の還元鉄粒子（これは重
力方式で溶融炉内に投入される）との間の分離がより良
好であった。
フロントページの続き (73)特許権者 999999999 ボエスト―アルパイン インダストリー アンラゲンバウ ジーエムビーエイチ オーストリア国，エイ―4031 リンツ, タームストラッセ 44 (72)発明者 キム ヨング ハ 大韓民国，キョグ，サングブック−ド 790―330，ポハング シティ，ナム− ク，ヒョージャ−ドング，サン 32，リ サーチ インスティトゥート オブ イ ンダストリアル サイエンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 リー イル オック 大韓民国，キョングサングブック−ド 790―330，ポハング シティ，ナム− ク，ヒョージャ−ドング，サン 32，リ サーチ インスティトゥート オブ イ ンダストリアル サイエンス アンド テクノロジー内 (72)発明者 キム ハング ゴー 大韓民国，キョングサングブック−ド 790―330，ポハング シティ，ナム− ク，ヒョージャ−ドング，サン 32，リ サーチ インスティトゥート オブ イ ンダストリアル サイエンス アンド テクノロジー内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21B 13/00 101 F27B 15/08 F27B 15/09
Claims (3)
- 【請求項１】微粉末鉄鉱石粒子排出用上部鉄鉱石出口；
粗粉末鉄鉱石粒子排出用下部鉄鉱石出口；還元炉下部に
備えられたガス分散板；還元ガス導入用の還元炉下部に
形成されたガス入口；広粒子サイズ分布の微粉末鉄鉱石
を供給するための鉄鉱石入口；還元ガスと共に極微粉末
鉄鉱石粒子を排出するための上記流動床型還元炉の上部
に接続された循環ダクト；上記還元ガスから上記極微粉
末鉄鉱石粒子を分離するための粒子捕集装置；広粒子サ
イズ分布の微粉末鉄鉱石の飛び出しを低減するように、
上記分離された微粉末鉄鉱石粒子を上記流動床型還元炉
へ再投入するための極微粉末鉄鉱石リサイクルダクト；
を含む微粉末鉄鉱石を還元するための流動床型還元シス
テムであって、 上記流動床型還元炉は：上円筒部分；及び「上に広く下
に狭い」形状の下テーパ部分を含み、 上記テーパ部分は：側部に設けられた記載順の、上記上
部鉄鉱石出口；鉄鉱石入口及び下部鉄鉱石出口；及び上
記テーパ部分の他の側部に設けられた上記極微粉末鉄鉱
石供給チューブを含む上記流動床型還元システム。 - 【請求項２】上記テーパ部分が３ないし25度の傾斜角を
持つことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の上記
流動床型還元システム。 - 【請求項３】上記テーパ部分が５ないし10度の傾斜角を
持つことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項
記載の何れか１項に記載の上記流動床型還元システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR1996/000259 WO1998029574A1 (en) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | Fluidized bed type reducing system for reducing fine iron ore |
| CA 2247080 CA2247080A1 (en) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | Fluidized bed type reducing system for reducing fine iron ore |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11504989A JPH11504989A (ja) | 1999-05-11 |
| JP3185059B2 true JP3185059B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=25680477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52988198A Expired - Fee Related JP3185059B2 (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | 微粉末鉄鉱石還元用流動床型還元システム |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6224819B1 (ja) |
| EP (1) | EP0889974B1 (ja) |
| JP (1) | JP3185059B2 (ja) |
| AT (1) | ATE197072T1 (ja) |
| AU (1) | AU704800B2 (ja) |
| CA (1) | CA2247080A1 (ja) |
| DE (1) | DE69610720T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998029574A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2289633C2 (ru) * | 2001-06-19 | 2006-12-20 | Фоест-Альпине Индустрианлагенбау Гмбх Унд Ко | Способ и устройство для обработки материала в виде частиц |
| US8545754B2 (en) | 2009-04-23 | 2013-10-01 | Medtronic, Inc. | Radial design oxygenator with heat exchanger |
| JP6939582B2 (ja) * | 2018-01-11 | 2021-09-22 | 住友金属鉱山株式会社 | 流動焙焼炉 |
| KR102090550B1 (ko) * | 2018-11-26 | 2020-03-18 | 주식회사 포스코 | 유동로 |
| US10682620B1 (en) | 2019-06-14 | 2020-06-16 | X Energy, Llc. | System for recovering entrained particles from an exhaust gas stream |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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